全国110kV及以上等级电力变压器短路损坏事故统计分析_金文龙
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1990～ 1996年间 ,短路损坏变压器按运行年限 分布 ,如图 6所示。由图 6可以看出一个极其反常的现 象。一般来说 ,随着运行年限的增加 ,变压器绝缘材 料 老 化、 机 械 强 度 降 低 从 而 影 响 其 抗 短 路 能 力 。但 是 ,在所统计的短路损坏变压器中 ,新投运变压器的
图 3 1990～ 1996年间变压器 短路损坏 事故占统计事故的百分比
Beijing , 100085 China
ABSTRACT Acco rding to the info rmatio n o n transformer faults provided by ma jo r electric pow er compa nies in China fr om 1990 to 1998, the sta tistics and analysis on the transfor mer damages caused by shor t-circuit faults in 110kV a nd highe r vo ltag e classes are ca rried o ut. The g eneral situa tion of high capacity pow er transfo rmer damag e ca used by sho rtcircuit is summarized, the feature and reg ular patterns o f these faults ar e put forw ard. The r esult o f a nalysis ca n be used as a g ood g uida nce of improving pow er transfo rmer secur e operatio n a nd provides an objective fo unda tion for the manufacturer s of hig h ca pacity a nti-break-do wn tra nsfor mers in China.
DOI : 10. 13335 /j . 1000 -3673. pst . 1999. 06. 021
第12939卷9年第6月6期
Po
电 网 技 术 we r System T ech no
lo
gy
V ol. 23 Jun .
N o. 6 19 99
Fig. 3 Transformer damaged by short-c ircuit between 1990 and 1996 ( by percents)
2 短路损坏变压器统计
2. 1 短路损坏变压器的电压等级分布 图 4为 1990～ 1996年间各电压等级变压器的短路
损坏台次。由图 4可见 , 110 kV 等级变压器的短路
KEY WORDS pow er tra nsfor mer; shor t-circuit fault; da mage of transfo rmer
摘 要 根据 1990～ 1998年全国各 网省 (市 )电力公 司提供 的
变压器事故统计数据 ,对全国 110kV 及以上电压等级变 压器 的短路损坏事故进行分析 ,总结了全国大型电力变压器 的短
图 5 110 kV和 220kV变压器短路损坏事故 占统计事故百分比的历年变化
Fig. 5 Transformer damaged by short-
c ircuit in diff erent years
图 4 每年不同电 压等级变压器的短路损坏事故台次 Fig. 4 Transf ormer of dif f erent rating voltages
曾 经 在 10 kV 侧 发 生 过 短 路 , 另 1台 经 历 过 两 次 35 k V 侧 短路 冲击 。
表 2 短路损坏 变压器按短路侧电压等级统计表 Tab. 2 Classif y damaged transformers by voltages f rom short-circuit side
图 1 1990～ 1996年间每年变压器短路损坏台次 Fig. 1 Transf ormer damaged by short-circuit between 1990 and 1996 ( by sets)
自 1990年以来 , 110kV 及以上等级变压器的短
路损坏事故明显增多。从最 初每年两三台到 1995、 1996年的 29台。到 1996年 ,全国 110kV 及以上电压等 级变压器的短路损坏事故台次已经占统计总事故台
Jin Wenlong Chen Jianhua Depart ment of Safet y Operatio n, Genera tion and T ra nsmi ssio n, Sta te Pow er Co rpora ti on of Chi na
Beijing , 100031 China Li Guang fa n Wang Meng yun Xue Chendong Elect ric Pow er Resea rch Insti tut e, St ate Pow er Co rpo ra tion o f China
路 事故特 点和 规律 ,为运 行部 门提高 设备 安全 运行 管理 水 平、变压器制造厂提高设备抗短路能力 ,提供了依 据。
关键词 变压器 短路事故 统计分析
年 8～ 10月报送的 110kV 及以上等级的短路损坏变 压器 21台 (实际上报数为 62台 ,但其中 41台变压器在 1990～ 1996年报送样本中已出现过 )。
短路侧电压等级 /kV 正常运行 6 10 35 66 110 220 总计
短路损坏台次 占统计总数 /%
9
6 77 14 2 8 3 119
7.6 5.0 64.7 11.8 1.7 6.7 2.5 100.0
2. 5 累计外部短路次数 表 3为有累计短路次数记录的 44台短路损坏变
压器的统计结果。从表中看出 ,经一两次短路冲击便 造成变压器损坏的居多 ,占统计总数的 70.5% 。这说
累计外部短路次数
1～ 2
3～ 5
>6
总计
损坏变压器台次
30
6
7
44
占统计总数比例 /%
70.5
Hale Waihona Puke Baidu
13.6
15.9
100.0
2. 6 变压器短路持续时间和短路电流倍数 表 4为有短路持续时间记录的 49台短路损坏变
压器的统计结果。从表 4看出 ,当出现短路故障时 ,
damaged by short-circuit ( by sets)
图 6 不同运行年限变压器的短路损坏 事故占统计事故的百分比
Fig. 6 Transformer damaged by short-
circuit f or dif f erent service years
72
Po w er Sy stem Techno lo g y
按各网省电力公司历 年上报的数据 , 全国 110kV 及以上等级变压器在 1990～ 1996年期间 ,共 发 生 事 故 409台 次 , 事 故 总 容 量 为 32306MV A; 其 中 因 短 路 损 坏 的 变 压 器 共 1 2 4台 次 , 容 量 8432. 6MV A。
1990～ 1996年间变压器短路损坏事故台次和容 量见图 1、图 2。图 3为 1990～ 1996年间变压器短路损 坏事故占总事故的百分比。
1 前言
通过历年对全国电力变压器运行情况和事故的 统计分析 ,发现因外部短路故障引起的设备损坏事 故逐年增多。截止 1996年底 ,全国 110kV 及以上等级 电力变压器因外部短路故障造成损坏的事故达到事 故总数的 50% 。扼制此类事故的上升势头 ,已成为提 高电力变压器安全运行水平的关键。
本文统计的因短路事故造成损坏的变压器共有 145台。包括: 各网省电力公司报送的 1990～ 1996年 全国 110kV 及以上等级事故变压器中因外部短路损 坏的变压器 124台 ; 由 19个网省 (市 )电力公司于 1998
短路事故
单相 二相 三相 正常运行 总计
损坏变压器台次
23 29 40
9
占统计总数百分比 /% 22. 8 28. 7 39. 6 8. 9
101 100. 0
2. 4 短路侧电压等级 表 2列出了短路损坏事故变压器的短路侧电压
等级。
10kV 侧短路引起的事故最多 ,占事故总数的 64. 7% 。9台正常运行时发生事故的变压器中 ,有 8台
次的 50% 。因外部短路引起变压器损坏的事故已成
第 23卷 第 6期
电 网 技 术
71
为电力变压器事故的首要原因。
图 2 1990～ 1996年间每年变压器 短路损坏容量 Fig. 2 Transformer damaged by short-c ircuit between 1990 and 1996 ( by capacities)
另外 ,在表 1所列的事故中 ,有 8台变压器的外部
短路是人为造成或运行人员误操作引起的 ,占统计
短路损坏事故的 7. 9% 。有 7台变压器的事故是由雷
击或污闪诱发的 ,占 6. 9% 。
表 1 短路损坏变压器的事故起因统计表 Tab. 1 The reasons of transf ormer damages
因三相短路引起的变压器损坏事故居多 ,占事
故总数的 39. 6% 。当然 ,一些三相短路事故最初也可
能是由单相短路或两相短路引起的。
在所统计的短路事故变压器中 ,有 9台是在正常 运行中损坏的。这些设备以前均受过外部短路的冲
击 ,绕组机械强度下降 ,带病运行 ; 在外部未短路的
情况下设备发生故障损坏。
全国 110kV及以上等级 电力变压器短路损坏事故统计分析
金文龙 陈建华
李光范 王梦云 薛辰东
国家电力公司安全运行与发输电部 , 100031 北京
国家电力公司电力科学研究院 , 100085北京清河
STATISTICS AN D ANALYSIS ON POWER TRAN FORMER DAMAGES CAUSED BY SHORT-CIRCUIT FAULT IN 110kV AN D HIGHER VOLTAGE CLASSES
V o l. 23 No . 6
短路损坏事故远高于运行时间较长的变压器! 即事 故变压器中投运一年以内发生事故的占 21% 、 5年以
内发生事故的占 55% 、 11年以内的占 77% ,其原因值
得深思!
变压器的抗短路强度设计十分重要 ,不合适的
材料以及粗糙的制造工艺 ,是变压器抗短路能力不
够 的 重 要 因 素。设 计 和 制 造 经 验均 不 足 的 某 些
110 kV 变压器制造厂另当别论。但一些较有经验的
制造厂出现此类问题 ,则更可能是制造工艺及对产
品质量的重视程度问题。另外 ,有些运行单位也存在
运行经验不足的问题。上述因素的综合体现就是大
部分短路损坏变压器不是运行寿命问题而是中途夭
折!
2. 3 短路损坏变压器的事故起因
短路损坏变压器的事故起因统计结果列于表 1。
明大部分短路损坏变压器是根本经不起外部短路故 障电流冲击的。也就是说 ,这些变压器的抗短路能力
不足是先天的 ,往往在一两次近区短路冲击中便遭 到致命损坏。
表 3 短路损坏变压 器按累计外部短路次数统计表 Tab. 3 Classify damaged transf ormers by short-circuit f requency
损坏事故 最多 , 220 kV 变压器 则有逐年 上升的 趋 势。
图 5为 1990～ 1996年间 110kV和 220kV 电压等 级短路损坏变压器占各电压等级总事故台次百分比 的变化情况。由图 5看出 ,这两个电压等级的变压器 短路 损 坏事 故 所 占百 分 比 近 几年 急 剧 上升 。 19 96年 110kV 变压器的短路损坏事故占该电压等级总事 故的 45. 2% , 220kV 变压器占该电压等级总事故的 56. 0% 。 2. 2 短路损坏变压器运行年限
图 3 1990～ 1996年间变压器 短路损坏 事故占统计事故的百分比
Beijing , 100085 China
ABSTRACT Acco rding to the info rmatio n o n transformer faults provided by ma jo r electric pow er compa nies in China fr om 1990 to 1998, the sta tistics and analysis on the transfor mer damages caused by shor t-circuit faults in 110kV a nd highe r vo ltag e classes are ca rried o ut. The g eneral situa tion of high capacity pow er transfo rmer damag e ca used by sho rtcircuit is summarized, the feature and reg ular patterns o f these faults ar e put forw ard. The r esult o f a nalysis ca n be used as a g ood g uida nce of improving pow er transfo rmer secur e operatio n a nd provides an objective fo unda tion for the manufacturer s of hig h ca pacity a nti-break-do wn tra nsfor mers in China.
DOI : 10. 13335 /j . 1000 -3673. pst . 1999. 06. 021
第12939卷9年第6月6期
Po
电 网 技 术 we r System T ech no
lo
gy
V ol. 23 Jun .
N o. 6 19 99
Fig. 3 Transformer damaged by short-c ircuit between 1990 and 1996 ( by percents)
2 短路损坏变压器统计
2. 1 短路损坏变压器的电压等级分布 图 4为 1990～ 1996年间各电压等级变压器的短路
损坏台次。由图 4可见 , 110 kV 等级变压器的短路
KEY WORDS pow er tra nsfor mer; shor t-circuit fault; da mage of transfo rmer
摘 要 根据 1990～ 1998年全国各 网省 (市 )电力公 司提供 的
变压器事故统计数据 ,对全国 110kV 及以上电压等级变 压器 的短路损坏事故进行分析 ,总结了全国大型电力变压器 的短
图 5 110 kV和 220kV变压器短路损坏事故 占统计事故百分比的历年变化
Fig. 5 Transformer damaged by short-
c ircuit in diff erent years
图 4 每年不同电 压等级变压器的短路损坏事故台次 Fig. 4 Transf ormer of dif f erent rating voltages
曾 经 在 10 kV 侧 发 生 过 短 路 , 另 1台 经 历 过 两 次 35 k V 侧 短路 冲击 。
表 2 短路损坏 变压器按短路侧电压等级统计表 Tab. 2 Classif y damaged transformers by voltages f rom short-circuit side
图 1 1990～ 1996年间每年变压器短路损坏台次 Fig. 1 Transf ormer damaged by short-circuit between 1990 and 1996 ( by sets)
自 1990年以来 , 110kV 及以上等级变压器的短
路损坏事故明显增多。从最 初每年两三台到 1995、 1996年的 29台。到 1996年 ,全国 110kV 及以上电压等 级变压器的短路损坏事故台次已经占统计总事故台
Jin Wenlong Chen Jianhua Depart ment of Safet y Operatio n, Genera tion and T ra nsmi ssio n, Sta te Pow er Co rpora ti on of Chi na
Beijing , 100031 China Li Guang fa n Wang Meng yun Xue Chendong Elect ric Pow er Resea rch Insti tut e, St ate Pow er Co rpo ra tion o f China
路 事故特 点和 规律 ,为运 行部 门提高 设备 安全 运行 管理 水 平、变压器制造厂提高设备抗短路能力 ,提供了依 据。
关键词 变压器 短路事故 统计分析
年 8～ 10月报送的 110kV 及以上等级的短路损坏变 压器 21台 (实际上报数为 62台 ,但其中 41台变压器在 1990～ 1996年报送样本中已出现过 )。
短路侧电压等级 /kV 正常运行 6 10 35 66 110 220 总计
短路损坏台次 占统计总数 /%
9
6 77 14 2 8 3 119
7.6 5.0 64.7 11.8 1.7 6.7 2.5 100.0
2. 5 累计外部短路次数 表 3为有累计短路次数记录的 44台短路损坏变
压器的统计结果。从表中看出 ,经一两次短路冲击便 造成变压器损坏的居多 ,占统计总数的 70.5% 。这说
累计外部短路次数
1～ 2
3～ 5
>6
总计
损坏变压器台次
30
6
7
44
占统计总数比例 /%
70.5
Hale Waihona Puke Baidu
13.6
15.9
100.0
2. 6 变压器短路持续时间和短路电流倍数 表 4为有短路持续时间记录的 49台短路损坏变
压器的统计结果。从表 4看出 ,当出现短路故障时 ,
damaged by short-circuit ( by sets)
图 6 不同运行年限变压器的短路损坏 事故占统计事故的百分比
Fig. 6 Transformer damaged by short-
circuit f or dif f erent service years
72
Po w er Sy stem Techno lo g y
按各网省电力公司历 年上报的数据 , 全国 110kV 及以上等级变压器在 1990～ 1996年期间 ,共 发 生 事 故 409台 次 , 事 故 总 容 量 为 32306MV A; 其 中 因 短 路 损 坏 的 变 压 器 共 1 2 4台 次 , 容 量 8432. 6MV A。
1990～ 1996年间变压器短路损坏事故台次和容 量见图 1、图 2。图 3为 1990～ 1996年间变压器短路损 坏事故占总事故的百分比。
1 前言
通过历年对全国电力变压器运行情况和事故的 统计分析 ,发现因外部短路故障引起的设备损坏事 故逐年增多。截止 1996年底 ,全国 110kV 及以上等级 电力变压器因外部短路故障造成损坏的事故达到事 故总数的 50% 。扼制此类事故的上升势头 ,已成为提 高电力变压器安全运行水平的关键。
本文统计的因短路事故造成损坏的变压器共有 145台。包括: 各网省电力公司报送的 1990～ 1996年 全国 110kV 及以上等级事故变压器中因外部短路损 坏的变压器 124台 ; 由 19个网省 (市 )电力公司于 1998
短路事故
单相 二相 三相 正常运行 总计
损坏变压器台次
23 29 40
9
占统计总数百分比 /% 22. 8 28. 7 39. 6 8. 9
101 100. 0
2. 4 短路侧电压等级 表 2列出了短路损坏事故变压器的短路侧电压
等级。
10kV 侧短路引起的事故最多 ,占事故总数的 64. 7% 。9台正常运行时发生事故的变压器中 ,有 8台
次的 50% 。因外部短路引起变压器损坏的事故已成
第 23卷 第 6期
电 网 技 术
71
为电力变压器事故的首要原因。
图 2 1990～ 1996年间每年变压器 短路损坏容量 Fig. 2 Transformer damaged by short-c ircuit between 1990 and 1996 ( by capacities)
另外 ,在表 1所列的事故中 ,有 8台变压器的外部
短路是人为造成或运行人员误操作引起的 ,占统计
短路损坏事故的 7. 9% 。有 7台变压器的事故是由雷
击或污闪诱发的 ,占 6. 9% 。
表 1 短路损坏变压器的事故起因统计表 Tab. 1 The reasons of transf ormer damages
因三相短路引起的变压器损坏事故居多 ,占事
故总数的 39. 6% 。当然 ,一些三相短路事故最初也可
能是由单相短路或两相短路引起的。
在所统计的短路事故变压器中 ,有 9台是在正常 运行中损坏的。这些设备以前均受过外部短路的冲
击 ,绕组机械强度下降 ,带病运行 ; 在外部未短路的
情况下设备发生故障损坏。
全国 110kV及以上等级 电力变压器短路损坏事故统计分析
金文龙 陈建华
李光范 王梦云 薛辰东
国家电力公司安全运行与发输电部 , 100031 北京
国家电力公司电力科学研究院 , 100085北京清河
STATISTICS AN D ANALYSIS ON POWER TRAN FORMER DAMAGES CAUSED BY SHORT-CIRCUIT FAULT IN 110kV AN D HIGHER VOLTAGE CLASSES
V o l. 23 No . 6
短路损坏事故远高于运行时间较长的变压器! 即事 故变压器中投运一年以内发生事故的占 21% 、 5年以
内发生事故的占 55% 、 11年以内的占 77% ,其原因值
得深思!
变压器的抗短路强度设计十分重要 ,不合适的
材料以及粗糙的制造工艺 ,是变压器抗短路能力不
够 的 重 要 因 素。设 计 和 制 造 经 验均 不 足 的 某 些
110 kV 变压器制造厂另当别论。但一些较有经验的
制造厂出现此类问题 ,则更可能是制造工艺及对产
品质量的重视程度问题。另外 ,有些运行单位也存在
运行经验不足的问题。上述因素的综合体现就是大
部分短路损坏变压器不是运行寿命问题而是中途夭
折!
2. 3 短路损坏变压器的事故起因
短路损坏变压器的事故起因统计结果列于表 1。
明大部分短路损坏变压器是根本经不起外部短路故 障电流冲击的。也就是说 ,这些变压器的抗短路能力
不足是先天的 ,往往在一两次近区短路冲击中便遭 到致命损坏。
表 3 短路损坏变压 器按累计外部短路次数统计表 Tab. 3 Classify damaged transf ormers by short-circuit f requency
损坏事故 最多 , 220 kV 变压器 则有逐年 上升的 趋 势。
图 5为 1990～ 1996年间 110kV和 220kV 电压等 级短路损坏变压器占各电压等级总事故台次百分比 的变化情况。由图 5看出 ,这两个电压等级的变压器 短路 损 坏事 故 所 占百 分 比 近 几年 急 剧 上升 。 19 96年 110kV 变压器的短路损坏事故占该电压等级总事 故的 45. 2% , 220kV 变压器占该电压等级总事故的 56. 0% 。 2. 2 短路损坏变压器运行年限